【手続補正書】
【提出日】平成18年1月18日(2006.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  鉛蓄電池格子体の製造方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  鉛合金圧延シートを用い、帯状の非展開部と前記非展開部の片側もしくは両側に前記帯状非展開部に対して垂直な方向に展開した展開部とを形成する工程と、前記非展開部に間歇的に開孔部を形成する工程と、非展開部の片側もしくは両側に展開部が形成されるとともに非展開部に間歇的に開孔部が形成された前記鉛合金圧延シートから、切断加工により、前記展開部の展開方向に対して垂直な方向に延出する集電耳を有するとともに耳部を除く格子高さが格子幅よりも大きい格子体を得る工程とを備えたことを特徴とする、鉛蓄電池用格子体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鉛蓄電池、特にバックアップ用、非常用蓄電池などの大型の蓄電池に用いられるエキスパンド格子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ペースト式鉛蓄電池の格子体の製造法として、従来の鋳造法とともに、鉛または鉛合金のシートを網目状に展開加工し、非展開部に集電耳部を形成するエキスパンド法が用いられている。この方法は生産性が高く、極板を作製した場合、活物質に対する格子の重量を減らすことができ、極板の軽量化が可能である。
【０００３】しかし、通信機器等のバックアップ電源、あるいは非常用電源として用いられる大容量の鉛蓄電池の極板は、幅方向は１５０ｍｍ程度であるが、高さ方向は３００〜５００ｍｍほどの大きさになる。通常のエキスパンド格子でこのような格子を作製すると、鋳造格子のように両横端に縦方向に通ずる額縁が存在しないため、組立時のハンドリング、充放電性能等（極板の電圧ドロップ）が鋳造格子に劣っていた。
【０００４】エキスパンド格子をこれら格子幅に対して高さの大きい大型蓄電池に適用するための方策として、展開方向を格子の幅方向とすることが考えられる。このような形状を持つエキスパンド格子は過去にいくつか提案されている（例えば、特公昭59−51107 、特公昭61−8540）が、集電耳部の形成方法が難しく、実際にはほとんど使用されていない。すなわち、大型の電池では極板に流れる電流も大きくなるため、耳部の幅をある程度広くする必要があるが、耳部とそれに続く非展開部の幅を同一とすると、格子重量の増加を招き、活物質保持（充填）量も少なくなる。そこで、耳部よりもそれに続く非展開部の幅を狭くする工夫がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの集電耳部は活物質充填部から横にはみ出しているため、これらの格子を用いて電池を作製すると、電槽を大きく設計しなければならないばかりか、極板と電槽の間に隙間ができる。この部分で格子が伸びることによって活物質との密着性が悪くなり、これが電池容量の低下につながるという問題がある。
【０００６】また、更なる集電性能の向上とスクラップロスの低減のために特公昭61−8545では非展開部の両側に網状部を設けているが、スクラップロスの低減を優先させると、格子重量の増加、耳部幅および活物質充填量の減少が問題となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の欠点を解消し、放電性能、寿命性能に優れた軽量のエキスパンド格子の製造方法を提供するものである。すなわち、鉛合金圧延シートを用い、帯状の非展開部と前記非展開部の片側もしくは両側に前記帯状非展開部に対して垂直な方向に展開した展開部とを形成する工程と、前記非展開部に間歇的に開孔部を形成する工程と、非展開部の片側もしくは両側に展開部が形成されるとともに非展開部に間歇的に開孔部が形成された前記鉛合金圧延シートから、切断加工により、前記展開部の展開方向に対して垂直な方向に延出する集電耳を有するとともに耳部を除く格子高さが格子幅よりも大きい格子体を得る工程とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の製造方法によって得られた鉛蓄電池格子体では、放電性能、生産性に優れた軽量のエキスパンド格子を提供するために、鉛または鉛合金製のシートをエキスパンド加工し、展開方向を幅方向に取った格子体であって、非展開部に開口部を設け、展開方向に対し垂直方向に延出する耳部を形成したエキスパンド格子を、幅方向に対して高さ方向の大きい鉛蓄電池極板に使用する。このようにすることにより、活物質充填量と集電耳部幅を確保し、かつ格子を軽量化することができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明鉛蓄電池格子体の製造方法の一実施例について説明する。
【００１０】鉛−カルシウム−錫合金を圧延して作製した厚さ１．８ｍｍのシートを、図１に示すように非展開部１の両側に展開加工した。この展開済みシートの非展開部１に間欠的に開孔部２を形成し、続いて点線で示した位置で展開部３の一部の打抜きと非展開部１の切断を行うことによって、耳部４が形成された本発明エキスパンド格子体を作製した。図２に本発明格子体の外観図を示す。ここで、耳部を除く格子高さＨ＝４００ｍｍ、格子幅Ｗ＝１４０ｍｍおよび耳部幅ａ＝１８ｍｍである。
【００１１】このように展開部を打抜くことにより、打抜き屑を最小限に抑えることができ、耳部の幅も確保することができる。今回、開孔部は長方形としたが、この形状は生産性、格子の導電性、強度等を考慮して自由に変えられるものである。
【００１２】比較のために、同じ圧延シートから、図３〜５に示すような耳部を除く格子高さＨ、（最大）格子幅Ｗおよび耳部幅ａが同じエキスパンド格子を作製した。図３の格子は展開方向を格子高さ方向にした従来のエキスパンド格子、図４の格子は展開方向を格子幅方向とし、耳部を格子の端に取り、耳部に続く非展開部の幅を次第に小さくした格子、図５は本発明の格子と同じ外形を持つが、非展開部に開孔部を設けない格子である。
【００１３】なお、これらの正極格子耳部の中心位置は上記本発明品と格子幅方向の中心に対して同じ距離ｂだけ離れた位置（図３と５、以下中耳と称する）か、もしくは片端（図４、以下端耳と称する）とした。
【００１４】次に、以上の４種類の格子に厚さ３．８ｍｍになるように正極活物質を充填し、続いて、通常の熟成・乾燥工程を経て未化成正極板を作製した。
【００１５】負極板は厚さ１．１ｍｍの鉛−カルシウム−錫合金圧延シートを用い、正極格子と同様の加工を行うことによって図２〜図５に示す正極格子と同じ形状の各種格子を作製し、これに活物質を厚さ２．４ｍｍになるように充填した後、通常の熟成・乾燥工程を経て未化成負極板を作製した。
【００１６】これら形状の同じ格子からなる正・負極板どうしを微細ガラス繊維セパレータを介して組み合わせ、２Ｖ−１００Ａｈ／１０時間率の密閉式鉛蓄電池を作製した。各蓄電池の内容を表１に示す。
【００１７】
【表１】
2000215898.tif 000001
表１には、本発明格子体を用いた正極板の格子重量、正極活物質重量を１とした時の各種正極板のそれらの値を合わせて記した。
【００１８】これらの蓄電池に希硫酸を注液し、電槽化成後、各率放電試験を行った。結果を表２に示す。
【００１９】
【表２】
2000215898.tif 000002
展開方向を幅方向とした格子を正極に用いた蓄電池（Ａ，Ｃ）は、展開方向を極板高さ方向とした格子を用いた蓄電池Ｂに比べ高率放電性能に優れていたが、その中でも本発明格子を正極板に用いた蓄電池Ａは最も優れた高率放電性能を持っていることがわかった。蓄電池Ｄは正極活物質量がその他の電池に比べて少ないため、各率における放電容量は少なかった。
【００２０】各率放電試験に続いて、これらの電池を０．１Ｃ10Ａの定電流過充電試験に供した。試験温度６０℃で６０日間過充電試験を続けた後、０．２Ｃ10Ａで容量試験を行った。続いてこれらの蓄電池を解体して正極格子の腐食状態を調査した。過充電試験前後の容量試験結果を図６に、正極板の外観（アウトライン）を図７〜１０に示す。
【００２１】蓄電池ＡとＤは試験前に比べて容量低下が小さかったが、正極活物質量の多い蓄電池Ａの方が試験後の容量も大きかった。一方、蓄電池ＢとＣは試験後の容量低下が著しかった。図７〜１０に示すように、過充電試験前の正極板のアウトライン５に対して、試験後のアウトライン６と比較すると、蓄電池ＢとＣの正極板の変形の度合い（図８，９）は蓄電池Ａ，Ｄのそれ（図７，１０）よりも大きく、この変形の度合いが容量低下に関係していると考えられる。すなわち、本発明の格子を正極に用いた場合は正極の変形が少なかったため、容量を維持していたものと思われる。
【００２２】以上の実施例で示した格子形状の他に、格子（極板）作製時のスクラップロスを低減するため、図１１のように耳部を隣接する格子下部の非展開部から取り出してもよい。
【００２３】実施例では中耳格子を例に挙げて説明したが、端耳とした格子（図１２）でも同様の性能が得られる。また、中耳の格子と同様に耳部を隣接する格子下部の非展開部から取り出してもよい（図１３）。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の格子の製造方法を用いることによって高率放電性能に優れた軽量の鉛蓄電池用極板を得ることができ、特に大型の極板においてその効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す図
【図２】本発明格子体の一実施例を示す外観図
【図３】格子体の一例を示す外観図
【図４】格子体の一例を示す外観図
【図５】格子体の一例を示す外観図
【図６】過充電試験前後の容量を比較した図
【図７】本発明格子体における過充電試験前後の正極板の変形の度合を示した図
【図８】過充電試験前後の正極板の変形の度合を示した図
【図９】過充電試験前後の正極板の変形の度合を示した図
【図１０】過充電試験前後の正極板の変形の度合を示した図
【図１１】本発明の実施例を示す図
【図１２】本発明の実施例を示す図
【図１３】本発明の実施例を示す図
【符号の説明】
１ 非展開部
２ 開孔部
３ 展開部
４ 耳部
５ 過充電試験前の正極板のアウトライン
６ 過充電試験後の正極板のアウトライン